你的午餐去了哪里？
延展部分 – 本课题属2025年初中（中一至中三）科学课程的延展部分。
你中午吃了一碟叉烧饭，几小时后它就为你提供能量，让你在体育课上奔跑。这是怎样做到的？答案就是食物在你的消化系统里的一段漫长旅程！
在这一课，你会认识消化系统的主要部分、食物为什么要被消化、机械消化和化学消化的区别、酶如何运作，以及已消化的食物如何被吸收。你也会用透析管制作肠道的模型。
1. 食物为什么要被消化？
我们吃的食物大多由大分子组成，例如淀粉、蛋白质和脂肪。它们太大，不能穿过肠壁进入血液，而且大多不溶于水（即不溶）。
消化是把大的、不溶的食物分子分解成细小、简单和可溶的分子。只有这些分子才可以被吸收进入血液，并供身体细胞使用。
比喻：一张大沙发不能穿过窄门，但把它拆开后，每个部件都可以穿过。消化就是把食物“拆开”，让它可以穿过肠壁。
你在营养与健康一课已认识这些构件：
\(\text{淀粉} \rightarrow \text{简单的糖（例如葡萄糖）}\)
\(\text{蛋白质} \rightarrow \text{氨基酸}\)
\(\text{脂肪} \rightarrow \text{脂肪酸} + \text{甘油}\)
维生素、矿物质和水本身已经很细小，所以不需要消化。
要点总结：食物要先被消化成细小的可溶物质，才可被吸收和供身体细胞使用。
2. 消化系统之旅
消化系统由一条称为肠道（消化道）的长管，以及一些附属器官组成。附属器官协助消化，但食物不会经过它们。
食物在消化道内的路线
口腔 – 牙齿把食物咀嚼成小块。唾液把食物弄湿，使它容易吞咽。唾液含有淀粉酶，所以淀粉的消化在这里开始。
食道 – 连接口腔和胃的肌肉管。管壁的肌肉像波浪般收缩，把食物向下推。
胃 – 一个肌肉袋，会搅拌食物，使它与胃液混合。胃液含有蛋白酶，开始消化蛋白质，还有盐酸，可杀死食物中大部分病菌。
小肠 – 一条长而盘曲的管。消化在这里完成，而且大部分已消化的食物都在这里被吸收。
大肠 – 吸收剩余的大部分水分。未被消化的物质，例如膳食纤维，会变成粪便。
直肠 – 暂时储存粪便。
肛门 – 粪便经这个开口排出体外（排遗）。
记忆小贴士：“口食胃，小大直肛”＝口腔、食道、胃、小肠、大肠、直肠、肛门。
好帮手：附属器官
肝脏 – 制造胆汁。胆汁不含酶，但它能把脂肪分散成微小的油滴，让脂肪酶更快发挥作用。
胆囊 – 储存胆汁，并把胆汁释放到小肠。
胰腺 – 制造胰液（含淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶），胰液会流进小肠。
你知道吗？吞咽不需要靠重力，因为食道的肌肉会把食物推下去。所以在中国天宫空间站的航天员，即使飘浮着也能吞下食物！
要点总结：食物的路线是口腔 → 食道 → 胃 → 小肠 → 大肠 → 直肠 → 肛门。肝脏、胆囊和胰腺协助消化，但食物从不经过它们。
3. 分解食物的两种方法
机械消化
机械消化以物理方法把食物分成较小的碎块。食物仍然是同一种物质，只是变小了。例子：牙齿咀嚼（见牙齿保健一课）和胃的搅拌。
较小的碎块有较大的表面积，让酶可以更快发挥作用，就像砂糖比方糖溶解得更快一样。
化学消化
化学消化利用酶把大的食物分子分解成细小、可溶的分子。过程中会产生新物质，例如淀粉变成糖。
试试看：把一片白面包咀嚼一分钟，你会觉得它开始有点甜，因为唾液中的淀粉酶正把淀粉变成糖。
要点总结：机械消化把食物变成较小的碎块；化学消化利用酶把大分子变成细小、可溶的分子。
4. 酶：身体的化学剪刀
什么是酶？
酶是由活细胞制造的物质，能加快化学反应（例如分解食物）的速率，而本身不会被消耗。
1. 每种酶只做一种工作 – 淀粉酶只作用于淀粉，不能消化蛋白质。
2. 我们的消化酶在体温下效果最好（约37 °C）。煮沸会破坏酶。
记忆小贴士：看名字就知道它分解什么：淀粉酶 → 淀粉，蛋白酶 → 蛋白质，脂肪酶 → 脂质（脂肪）。
消化液和其中的酶
唾液（口腔）– 淀粉酶。
胃液（胃）– 蛋白酶，还有盐酸。
胰液（流入小肠）– 淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶。
小肠壁 – 含有完成消化糖类和蛋白质碎片的酶。
胆汁（由肝脏制造，储存在胆囊）– 不含酶。
三种重要的酶
淀粉酶：\(\text{淀粉} \rightarrow \text{糖}\)
蛋白酶：\(\text{蛋白质} \rightarrow \text{氨基酸}\)
脂肪酶：\(\text{脂肪} \rightarrow \text{脂肪酸} + \text{甘油}\)
在实验室探究酶的作用
把试管放在约37 °C的水浴中。对照实验以煮沸过的酶（或水）代替有活性的酶。所用的食物测试来自营养与健康一课。
淀粉酶和淀粉
把淀粉溶液和淀粉酶混合。每分钟取一滴混合物，加到白色点滴板上的碘溶液中。起初碘溶液变成蓝黑色（有淀粉）；后来保持黄褐色（淀粉已消失）。然后进行班氏试验（需要加热），会出现砖红色沉淀，显示已产生糖。对照实验的碘溶液一直呈蓝黑色。
蛋白酶和蛋白
蛋白加水后看起来混浊。加入蛋白酶后，混合物会慢慢变得清澈，因为蛋白质被分解成细小、可溶的物质。对照实验保持混浊。
脂肪酶和牛奶
在牛奶中加入少量碱和酚酞，使牛奶呈粉红色。当脂肪酶消化脂肪时，会产生酸性的脂肪酸，粉红色便会褪去。对照实验保持粉红色。
公平测试：自变量＝有活性或煮沸过的酶；因变量＝颜色变化（或所需时间）；控制变量＝温度、溶液的体积和浓度。
要点总结：有些消化液含有酶。淀粉酶消化淀粉，蛋白酶消化蛋白质，脂肪酶消化脂肪。
5. 吸收：由肠道到血液
吸收是指细小、可溶的已消化食物穿过肠壁，进入血液的过程。
为什么小肠这么擅长吸收？
1. 小肠很长 – 成年人的小肠长约6米。
2. 小肠有数以百万计的绒毛 – 内壁上有许多手指状的微小突起，称为绒毛，它们提供极大的表面积。
3. 绒毛的壁很薄 – 食物只需穿过很短的距离。
4. 绒毛内有很多毛细血管 – 血液可迅速把吸收了的食物运走。
比喻：一条有很多细小毛圈的毛巾，比一块光滑的塑料片能吸收多得多的水。绒毛就像那些毛圈。
运送到每一个细胞
血液是身体转运系统的一部分，会把已消化的食物运送到身体各部分。细胞利用葡萄糖获取能量，利用氨基酸生长和修补组织，并利用脂肪酸和甘油提供能量和建造细胞的部分。
大肠：节省水分
小肠也会吸收大量水分，而大肠则吸收剩下的大部分水分，令我们不会失去过多水分。未被消化的食物（主要是膳食纤维）会以粪便的形式排遗。
要点总结：大部分已消化的食物在小肠被吸收，小肠的绒毛提供极大的表面积，然后血液把食物运送到身体所有细胞。大肠主要吸收水分。
6. 动手做模型：透析管肠道 (S)
透析管是一种薄的半透膜，上面有微小的孔。细小的分子（水、葡萄糖）可以穿过；大的分子（淀粉）却不能。
模型各部分代表什么
透析管＝小肠壁
管内的液体＝肠道内的食物
管外的水＝血液
步骤
1. 把湿透析管的一端绑紧，注入淀粉溶液和葡萄糖溶液，再把另一端绑紧。
2. 冲洗透析管的外面，然后把它放进盛有蒸馏水的大试管中。
3. 约30分钟后，用碘溶液（测试淀粉）和班氏溶液（测试葡萄糖）测试管外的水。
结果和结论
管外的水进行碘液测试：保持黄褐色 → 没有淀粉。
管外的水进行班氏试验（加热）：出现砖红色沉淀 → 有葡萄糖。
结论：葡萄糖分子细小，可以穿过透析管，但淀粉分子太大，不能穿过。同样地，只有细小、已消化的食物分子才可穿过肠壁被吸收，所以淀粉必须先被消化。
额外挑战：在透析管内放入淀粉溶液和淀粉酶，并保持在37 °C。一段时间后，管外的水会出现糖，因为淀粉酶已把淀粉消化成细小的糖分子。
模型的限制
真正的肠壁是有绒毛和流动血液的活组织；透析管则是平滑、没有生命的膜。模型有助解释，但它并不是真实的东西。
要点总结：在透析管模型中，葡萄糖能穿出管外，但淀粉留在管内，可见食物必须细小和可溶才可被吸收。
常见错误
常见错误 1：“咀嚼会把淀粉变成糖。”咀嚼是机械消化。把淀粉变成糖的，是唾液中的淀粉酶。
常见错误 2：“食物会经过肝脏和胰腺。”不对！它们只会把消化液送进肠道。此外，胆汁不是酶。
常见错误 3：“大肠吸收大部分已消化的食物。”大部分已消化的食物在小肠被吸收；大肠主要吸收水分。
重点回顾
1. 消化把大的、不溶的分子变成细小、可溶的分子，供细胞使用。
2. 消化道：口腔 → 食道 → 胃 → 小肠 → 大肠 → 直肠 → 肛门。附属器官：肝脏、胆囊、胰腺。
3. 机械消化：咀嚼、搅拌。化学消化：消化液中的酶。
4. 淀粉酶消化淀粉，蛋白酶消化蛋白质，脂肪酶消化脂肪。
5. 大部分已消化的食物在小肠（绒毛）被吸收，经血液运送到身体各部分；大肠吸收水分。
6. 透析管模型：葡萄糖能穿过，淀粉不能。
做得好！下次吃饭时，记得感谢你努力工作的消化系统！